石灰石定义以及冶金管理工程技巧
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石灰石定义以及冶金管理工程技巧
本文选自：《湖南冶金》，《湖南冶金》是由湖南省冶金企业集团公司 湖南省金属学会主办的期刊。主要报道黑色和有色金属地质、采、选、冶、加工、粉冶、焦化、环保等方面的先进生产技术、科研成果、学术论文。这篇文章主要讲述了现在石灰石定义以及冶金管理工程技巧方面的事项。
摘要：生产活性石灰的设备，多采用世界上先进水平的，双膛并流蓄热麦尔兹石灰窑。这是因为土窑生产的石灰，活性度不高，生烧率较大，且生产能耗高，污染严重。麦尔兹石灰窑具有并流特性和蓄热回收两大特性。并流使得煅烧的最热火焰与原料和冷空气能够接触以完成燃烧，原料石不会过烧，热交换率高，煅烧过程能达到整齐均匀的软烧条件。蓄热回收使预热的石料，能吸收废气的热量，并释放给进入的燃气，使其在与燃料接触前就加热到燃烧的温度，使窑得到非常高的热力效率。 麦尔兹石灰窑生产高活性石灰晶粒细小、气孔率大、体积密度小、比表面积大，反应能力强，石灰活性度在350ml/4N-HCl左右。
关键词：石灰石定义,冶金管理工程,冶金论文
1 绪论
石灰,由石灰石煅烧而成,是炼钢最重要的熔剂。煅烧石灰必须用优质的石灰石原料，合适的煅烧设备，控制得当的煅烧过程和使用低硫低灰分燃料。采用缓慢加热高温煅烧所得的粗晶粒石灰(称为硬烧或死烧石灰)，在炼钢炉中熔化慢，不易成渣。采用快速加热迅速通过高温区所得的晶粒细、活度大的石灰(称为活性石灰或软烧活性石灰,在炼钢炉中可防止钢液表面散热过多,熔化快，容易成渣，从而提高了脱硫、脱磷效率。石灰还用于铁水的炉外脱硫。
在冶炼过程中，有很多辅助原材料发挥着巨大的作用。而本次着重，来研究石灰在冶炼中的作用。随着钢铁工业的发展，活性石灰已经逐渐取代普通石灰在炼钢过程中。而其有着巨大的优点，以及在炼钢过程中更宽广的应用。石灰在脱磷、脱硫方面的应用，也在不断的加深和发展。当然在冶炼过程中，石灰自身质量对冶炼的影响也不能忽视。其实石灰最重要的作用，无疑就是对高炉和转炉造渣制度的影响。因为好的渣，直接关系到出钢(铁)的质量。
下面就让我们具体的研究讨论石灰在冶炼过程的作用。
2 石灰定义及功能
活性石灰石工艺流程简介：活性石灰石生产线主要由竖式预热器、回转窑、竖式冷却器三大主机和废气处理系统、煤粉制备系统组成。 破碎合格的石灰石存放在料仓内，经输送系统将物料运入预热器顶部料仓。预热器顶部料仓，由上下2个料位计控制加料量，然后通过下料管将石灰石均匀分布到预热器各室内。
石灰石在预热器内被窑尾高温烟气加热后，经液压推杆推入回转窑内，石灰石在回转窑内经高温煅烧，烧成的活性石灰石进入竖式冷却器，在冷却器内被鼓入的冷空气冷却后排出。经预热的二次空气进入窑内，窑尾废气通过废气处理排放。
2.1 活性石灰的定义
活性石灰是一种化学性质活泼、反应能力强，在炼钢造渣过程中溶解速度快，含S、P等有好元素少的优质软烧石灰。它的质量优劣主要采用“活性度”这一指标衡量。
石灰的活性度的定义：石灰的组织结构与煅烧温度和煅烧时间密切相关。 影响石灰活性度的组织结构包括体积密度、气孔率、比表面积和CaO矿物的晶粒尺寸。晶粒越小，比表面积越大，气孔率越高，石灰活性就越高，化学反应能力就越强。活性度体现了石灰在熔渣中与其他物质的反应能力，表现现象为石灰在熔渣中的熔化速度。活性度越高石灰的质量就越好。 石灰活性度availability of lime 表征生石灰水化反应速度的一个指标，即在足时间内，以中和生石灰消化时产生的Ca(OH)2所消耗的4mol/L盐酸的毫升数表示。
石灰的活性度取决于它的组织结构，石灰的组织结构与煅烧温度和煅烧时间密切相关。
影响石灰活性度的组织结构包括体积密度、气孔率、比表面积和CaO矿物的晶粒尺寸。晶粒越小，比表面积越大，气孔率越高，石灰活性就越高，化学反应能力就越强。
目前石灰活性度平均值一般可以超过300 ml/4N-HCl，可以显著缩短炼钢转炉初期渣化时间，降低吨钢石灰消耗，并对前期脱P极为有利 关于活性石灰，国家行业部门制定了相关标准，冶金石灰一级以上(即活性度在300ml 以上)成为活性石灰，对粒度也有一定要求。
2.2 石灰的功能
在生活中，石灰具有较强的碱性，在常温下，能与玻璃态的活性氧化硅或活性氧化铝反应，生成有水硬性的产物，产生胶结。因此，石灰是建筑材料工业中重要的原材料。
石灰在炼钢中，尤其是在碱性电弧炉中，主要用来作”造渣剂”,去除钢水中的有害元素S、P等杂质，优化钢水质量。 石灰在造渣中产生的渣，在扒渣过程中不断从钢水中除去，达到去除硫、磷的目的。 应用：炼钢实践表明，这种石灰可以提高脱磷脱硫效率80%，同时缩短冶炼时间，在3-5min之内可以完全与钢水中酸性物质反应完毕，而一般石灰的方应时间至少要6-10min。此外提高炉龄40%以上，炉料的消耗也降低5-8kg/t钢，以1000万t计算，每年节约1500万左右，生产效益显著。
3 冶炼过程中活性石灰的应用
3.1 石灰的应用
随着钢铁产量的提高和冶炼周期的加快，钢厂对冶炼造渣用的石灰的产量和质量的要求越来越严格，特别是对活性石灰的研发越来越重视。石灰活性度以中和生石灰消化时产生的Ca(OH)2所消耗的4mol/L盐酸的毫升数表示。一般石灰活性度平均值超过300ml/4N-HCl，可以显著缩短炼钢转炉初期渣化时间，降低吨钢石灰消耗，并对前期脱P极为有利，被称为活性石灰。 生产活性石灰应选用杂质少的石灰石原料。石灰石伴生的杂质，如SiO2、Al2O3、Fe2O3、MgO等，这些杂质在较低温度下会与烧成的石灰氧化钙反应，CaO微粒与这些杂质的结合，将会降低石灰的活性。另外，Na2O杂质很容易形成一些玻璃相，这些熔融的化合物会堵塞石灰表面细孔，使石灰反应能力下降，同时会阻塞CO2气体的排出，造成石灰生烧。
活性石灰在炼钢过程中的优势因为活性石灰具有高的化学纯度、活泼的化学性能，因而在炼钢化渣中效果显著。发达国家已普遍使用了活性石灰。国外一些专家认为，在今后氧气炼钢工艺的最大改进主要是靠改进化渣操作和提高石灰质量来实现。所以采用高效活性石灰是改进炼钢工艺中的很重要的一个方面。转炉炼钢周期仅为30min(超高功率电炉炼钢周期为1h)左右，故化渣速度和用灰量对他都非常敏感，效益自然显著。活性石灰代替普通石灰在炼钢中具有很好的技术经济效果。
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